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物理 高校生

この問題に関して質問です。 (ハ)の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか? 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている。 その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

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生物 高校生

生物基礎の腎臓の問題です。 (3)と(4)が分かりません。よろしくお願い致します

ヒトの腎臓に関する次の文章を読み、以下の問い (問1,2)に答えよ。 4 ヒトの腎機能をみる臨床検査としてクレアチニンクリアランスというのがある。クレアチンは筋肉中に 存在するアミノ酸の一種であり、肝臓で合成され骨格筋に蓄えられる。クレアチンは,運動時に筋肉中で エネルギー源として消費され,クレアチニンとなり,腎臓から尿中へ放出される。クレアチニンは細尿管 において再吸収されないことから,血しょう中のクレアチニン量と尿中のクレアチニン量を求めることで, 腎機能評価のひとつとして利用されている。 (1) 腎臓の排泄機能が低下すると,血しょう中のクレアチニン (ア)。単位時間当たりにろ過した血しょう量を,血中クレアチニンと尿中クレアチニンの値から求め, クレアチニンクリアランス(糸球体ろ過値)として腎機能が評価される。 問1 健康なヒトの血しょう 原尿 尿中成分の一部の濃度を表1に示す。 この表1をもとにして、下の 問い1)~4)に答えよ。 ただし, 血しょう, 原尿および尿の密度は1g/mL とする。 また, 尿中のクレ アチニンの30%は細尿管から分泌されたものとする。 表 1. 健康なヒトの血しょう・原尿・尿中成分の濃度 血しょう 原尿 質量% 質量% 成分 水 クレアチニン ナトリウムイオン カリウムイオン ① 値が,上昇する ③, 検出できない ① 水 (2 ① 0.03g 90-93 0.001 クレアチニン 0.3 0.02 2 値が低下する ④ , 分解される (2) 0.05g 99 0.001 0.3 1)下線部 (1) について, 文中の(ア)に入る語句として, 最も適当なものを、次の ① ~ ⑤ のうち から一つ選べ。 12 0.02 3 0.07 g 尿 質量% 2) 表1にある成分の中で濃縮率が最も高いのはどれか。 最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ 選べ。 13 ③ ナトリウムイオン 95 0.075 ④ 0.09g 0.35 ⑤,再吸収される 4 0.15 [解答番号 12~21 3) 尿 100mLに含まれる, 糸球体からろ過されたクレアチニンは何gか。 最も近い数値を、次の①~⑤の うちから一つ選べ。 14 カリウムイオン ⑤ 0.11g 47

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生物 高校生

(2)で、なぜG1期とG2期とS期の合計が14時間とわかるんですか? 教えてください!

ダムに細胞分裂をくり返す。 この培養細胞について,細胞周期の各時期 ( 42. 胞に取り込ませた。 この EdUの短時間処理によって, 細胞周期のさまざまな 細胞のうち, S期の細胞だけをすべて標識することができる。 短時間処理後,この M期) の時間を調べたい。 そこで培養液中にチミジンの類似体(EdU)を短時間加 十分に洗浄除去し, EdU を含まない培地で培養を続けた。 そして適当な時間間隔で (%)| [実駐 を採取し, EdU と蛍光色素を結合させ、 EdUの取り込みによって蛍光を発する 細胞を蛍光顕微鏡を用いて検出し観察し た。 培養細胞のM期の細胞は, 凝縮した 染色体をもつため識別できる。 そこで, 採取されたすべての細胞のなかからM期 の細胞を選び, そのなかで EdUによっ て蛍光標識された細胞の割合 (%) を調べ たところ, 図のような結果を得た。 思考考 計算 41. 細胞周期 ■次の文章を読み、下の各問いに答えよ。 ある動物の培養細胞では,それぞれの細胞が同じ細胞周期をもちながら,同調せ たM期の細胞の割合 100 0 0 46 1編 生物と遺伝子 専用 4 6 9 11 チミジン類似体(EdU) 処理後の時間 図から、細胞周期のS期、G2期, M期の所要時間をそれぞれ求めることができる し,S期の時間はM期より長いものとする)。まず EdU の短時間処理によって EdU'を り込んだ G2期の直前の細胞,すなわちS期の最後の細胞に注目しよう。この細胞は、こ 後,G2 期の時間を経由してM期に入る。このとき,蛍光標識された細胞が,M期に最初 現れる。したがって, G2期は(ア) 時間となる。 次に, S期の最後の細胞が,M期の 後に到達したときを考える。 S期の時間がM期より長いことから, M期のすべての細 蛍光標識されることになる。 したがって, M期は (イ) 時間となる。 一方, EdU の短時間処理直後, G1 期を出た直後、 すなわち EdU を取り込んだS期の も初期の細胞に注目しよう。 この細胞がM期に入るのは, EdU の処理後 (ウ)時間 経過したときである。 S期の最後の細胞が EdU 処理後 (ア) 時間でM期に入ったこと から, S期の時間は (エ) 時間となる。 とは,細胞周期のどの時期に相当する時間か, 簡潔に答えよ。 問3. 問1および問2の結果から, G,期の時間を求めよ。 ニー 対応 〔実験 E *チミンとデオキシリボースが結合したDNAの構成成分。 問1. (ア)~(エ)に適切な数値を入れて文章を完成せよ。 問2.下線部について, EdU を加えたまま洗浄除去することなく培養を続けたところ、 EdU 添加後14時間ですべての細胞が蛍光色素で標識されるようになった。 この14時間 ヒント 問2. 標識されはじめるまでの時間が最も長い細胞が, EdU 添加時にどの時期にあり、標識されはじめる でどの時期を経るのかを考える。 ( 17. 北海道大 INDESIT

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